数据中心机房规划与建设关键技术【入门学习材料】--第四部分(P302-P421)

数据中心机房规划与建设关键技术编写人：HuangCheng邮箱：[e-mail]2013年4月说明：1、本材料只限用于个人学习交流使用，丌得用于仸何商业用途；2、数据中心相关技术収展较快，丏编写人员水平有限，本材料内容中可能存在错漏，引用参考请慎重；3、本材料部分内容参考了很多厂商产品和方案资料，以及很多相关与家技术博客内容，请恕未逐一列明参考出处。302本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途302目录数据中心发展回顾基础建筑电源系统制冷系统数据中心服务器网络系统其它系统数据中心节能设计照明系统监控系统消防系统303本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途303照明系统TIA-942中关于照明的要求：照明设施应满足在水平面最低500流明（50尺烛光）的亮度，在垂直面最低200流明（20尺烛光）的亮度，要安置在各楼之间通道内侧机架之间离已完工的地板至少1米（3英尺）以上。照明设备不应与在机房内的通信设备共用一个配电面板。不应当使用调光开关。应急照明和标志应当按照具备管辖权的当地管理机构的要求妥善放置，这样即便主照明设备停电也不会妨碍紧急撤离。304本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途304照明系统GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》中对照明要求：主机房内的主要照明光源应采用高效节能荧光灯；工作区域一般照明的照明均匀度不低于0.7，非工作区的照明照度不低于工作区的1/3。305本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途305照明系统设计机房照明是一门电气和建筑装修艺术相结合的科学技术，是机房建设的重要组成部分。根据不同机房的建筑要求和环境的特点，照明设计是不一样的，但都会从一下几个方面考虑：计算或查表找到合适的照度水平处理好空间亮度分布把握色温和显色性对眩光加以有效限制创造正确地投光方向等从而构建完美的造型和立体感，建立良好的视觉环境。306本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途306照明系统节能设计采用了蓝色LED灯，不但外观很酷，而且与Facebook的蓝色Logo也很般配。每只蓝色LED灯成本为0.07美元，而绿色LED灯只需0.02美元。LED灯比传统的荧光灯节能接近2/3。HP温雅的数据中心照明灯管的排列方式不是与设备列平行的方式，而是些交叉斜跨，这样即使开少量的灯也能照到较大范围。307本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途307目录数据中心发展回顾基础建筑电源系统制冷系统数据中心服务器网络系统其它系统数据中心节能设计照明系统监控系统消防系统308本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途308监控要求监测和控制主机房和辅助区的空气质量，应确保环境满足电子信息设备的运行要求。主机房和辅助区内有可能发生水患的部位应设置漏水检测和和报警装置；强制排水设备的运行状态应纳入监控系统；进入主机房的水管应分别加装电动和手动阀门。机房专用空调、柴油发电机、不间断电源系统等设备自身应配带监控系统，监控的主要参数宜纳入设备监控系统，通信协议应满足设备监控系统的要求。级和B级电子信息系统机房宜采用KVM切换系统对主机进行集中控制和管理。309本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途309监控对象许多工程的实践证明，一个数据中心的环境监控系统要正真起到保障机房良好运行环境的作用，需要监控、监测的环境设备至少要包括如下内容：UPS系统；精密空调系统；供配电系统；接点式漏水检测系统；温湿度检测系统；消防系统监测；310本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途310常见监控系统环境监控系统通常由监控主机、计算机网络、智能模块、协议转换模块、信号处理模块、多设备驱动卡及智能设备等组成。目前较流行的环境监控系统，进一步增强了系统的报警功能，除现场的多媒体报警外，可设置电话、短信、E-MAIL通知报警等，能适应现场无人值守的实时监控模式。311本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途311监控原理各种变送器传感器电压电流功率温度湿度红外等4~20mA电流信号采集设备传统设备当已知被监控智能设备的通信协议时用以下方式监控一体化监控设备智能设备RS-485/232协议转换312本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途312监控内容开关电源监控通讯接口RS232/485遥信量工作状态均/浮充熔丝告警交流输入输出过压/欠压模块状态开关电源设备遥测量遥控量开/关机控制复位控制均/浮充控制系统电压系统电流交流电压交流电流分路电流模块电流313本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途313能耗监测外网TCP/IP计量电表直流计量电表照明可编程控制器模块1以太网关以太网关RS485RS485TCP/IP以太网交换机服务器打印机UPS内网监控中心WEB方式访问计量电表直流计量电表服务器电源监测装置精密空调控制器模块2以太网关以太网关RS485RS485计量电表直流计量电表服务器电源监测装置模块3以太网关RS485UPS室1以太网关RS485插座可编程控制器电能质量监测仪电能质量监测仪UPS室2以太网关RS485电能质量监测仪电能质量监测仪能耗监测系统图314本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途314能耗监测的主要功能•对交、直流配电柜迚行监测，同时具备掉电原因分析功能，实时掌握机房状态。主线路监控•对机房中各机柜回路迚行监测，同时具备掉电原因分析功能，实时掌握机柜状态。分支线路监控•夜间或节假日自劢调节空调温度，保证室温正常情况下提升空调室内温度，减少能源消耗。空调监控•监测地插回路的用电状态，可通过手劢或定时仸务设置回路的通断状态，减少能源消耗。地插监控•根据监测数据自劢调节照明设备电路电压，既能正常照明又可节省能源消耗，还可延长设备使用寿命。照明监控•根据劢力监测数据分析结果収送定制短信到指定维护人员，相关人员可回复短信对设备迚行操作。短信操控UPS谐波治理315本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途315能耗监测对于节能意义重大随着数据中心规模的不断扩大，对能耗问题越来越关注，对于节能的需求也越来越大；节能的前提是准确的知道消耗了多少能源，包括所消耗能源的具体组成情况。以前的能耗监测都是很粗略的，安装的电表数量非常少，甚至有些无法对设备耗电和制冷耗电进行分别的测量，在这种情况下，节能工作是很难真正开展落实的。具备完善能耗监测情况下，能够实时动态的获取能耗数据，判断总体运行状态；通过进一步的分析则可以梳理出不合理的用能环节，并进行整改。316本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途316能耗监控系统317本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途317能耗监控系统318本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途318目录数据中心发展回顾基础建筑电源系统制冷系统数据中心服务器网络系统其它系统数据中心节能设计照明系统监控系统消防系统319本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途319消防系统A级电子信息系统机房的主机房应设置洁净气体灭火系统。B级电子信息系统机房的主机房，以及A级和B级机房中的变配电、不间断电源系统和电池室，宜设置洁净气体灭火系统，也可设置高压细水雾灭火系统。C级电子信息系统机房以及上条中规定区域以外的其他区域，可设置高压细水雾灭火系统或自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统宜采用预作用系统。凡设置洁净气体灭火系统的主机房，应配置专用空气呼吸器或氧气呼吸器。320本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途320气体灭火系统气体灭火系统应用广泛，特点是对设备没有明显的损害，相对简单、灵活。气体灭火系统可分为化学气体灭火剂和惰性气体灭火剂。化学气体灭火剂的原理是灭火剂参与燃烧过程，并切断燃烧的链式反应。惰性灭火剂的灭火原理是，降低保护区内氧气浓度，使之不能支持燃烧物。对于数据中心，惰性气体的灭火浓度较化学气体高很多倍，所以钢瓶较多，占用钢瓶间面积也比较大，但灭火剂便宜，其综合造价略高于化学气体灭火系统。气体灭火系统的使用应充分考虑到系统的特点。气体灭火系统应用于规模比较小的机房，也不宜长距离输送。保护区过大，会使灭火剂很难到达规定的灭火浓度，并且非常不经济。气体灭火系统对保护区的密封性有苛刻的要求，在实际工程中很困难做到严格地“密闭”。根据美国FM的调查结果，气体灭火的失败率是49%，而失败的绝大多数原因是灭火剂达不到设计的灭火浓度。另外，国内、外还频繁地发生气体灭火系统误喷，甚至伤人事故。因此，处于安全考虑，气体灭火系统不得用于有人职守的机房。321本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途321细水雾系统细水雾是高压水经过特殊喷嘴而产生的及其细小且具有充足动量的水喷雾。该技术灭火、控火的效率远高于普通水喷淋，高效、环保、节水，在欧洲广泛地用于数据机房。细水雾技术极大地增加了单位体积水的比表面积，能更高效地吸收热能，进而冷却火焰。水雾在吸收热能后迅速汽化，其体积将增加1650倍。另外，产生的水蒸气即稀释了火焰周围氧气的浓度，同时又阻值了外部氧气的补充，进而窒息了燃烧。还具有阻挡辐射热和“洗涤”烟雾的功能。有利于人员或数据中心的保护。细水雾系统分为高压、中压和低压系统，而用于数据中心的主要是高压系统。该系统可为开式系统，也可为闭式系统，而在欧洲的大型数据机房，基本上采用的是高压闭式系统。开式系统由闭式细水雾喷嘴、选择阀、泵组及水箱等构成，工作原理类似于雨林系统。高压细水雾消防栓是类似于消防水喉的手持式灭火设备，便于普通工作人员使用，尤其适用于数据机房。细水雾系统可参考的国际标准主要有美国防火协会的《细水雾消防系统规范》和欧盟的《细水雾消防系统设计、安装规范》。系统的实际除了应执行相关的设计规范外，还应符合由独立第三方火灾实验室提供的、符合国际上相关测试协议的火灾测试报告。322本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途322小结照明系统在规范要求的基础上，也可进一步考虑节能；数据中心需要有正的监控管理系统，从节能的角度，需要有完善的能耗监控管理系统；消防系统，传统机房基本上使用气灭，但是从人员安全的角度可能以后会更多的使用水雾灭火系统。323本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途323目录数据中心发展回顾基础建筑电源系统制冷系统数据中心服务器网络系统其它系统数据中心节能设计PUE的基本概念PUETOPn数据中心分析数据中心节能措施分析模块化数据中心324本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途324PUE基本概念PUE：PowerUsageEffectiveness的简写，是DCIE(DataCenterInfrastructureEfficiency)的反比。几乎每个人都知道，PUE的定义非常简单，它等于输送给数据中心的功率除以IT设备真实使用的功率的值。PUE=输送给数据中心的总功率/IT负载功率PUE如果等于1.0是最佳状态，这意味着所有输入功率全部被IT设备使用，也就没有制冷，没有照明，甚至没有布线，因为它们总是会消耗掉一部分电力的，从技术上来说这是不可能的，大多数传统数据中心的PUE值介于2.5至3.5之间，但新建造的数据中心和集装箱结构数据中心的PUE通常号称低于1.1，如果真是这样那就非常完美了。325本材料仅供学习交流使用，丌得用于仸何商业用途325PUE真实吗？PUE的测量给数据中心对比和改进电力使用提供了一个通用标准，但这个标准提供了大量的解释空间，许多组织会采用对自己有利的方法来解释。PUE是评估和跟踪数据中心电源利用率的一种手段，通过这个指标可以帮助了解设施改进的效果，但很快就陷入了PUE极限运动大赛，可以说，很多厂商宣称的PUE数值是不可信的，因为没有一家厂商能提供如何获取这些数值或如何测量的详细信息，因此PUE已经成了一个被操纵的数字。那么是什么使PUE的数值变得如此低呢？很简单，减少分子或增加分母可以使PUE变得更小，PUE的值越小越好，因此近来出现了人为操纵的迹象，